sistemas e dispositivos de segurança para instalações elétricas eletrotécnica
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Sistemas e Dispositivos de Segurança para Instalações Elétricas
Eletrotécnica
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Segurança para instalações elétricas
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Programa
Nesta aula veremos proteção contra:
– Sobrecorrentes e correntes de curto-circuito Disjuntores termomagnéticos de BT Fusíveis
– Choques elétricos Contatos diretos Dispositivo residual diferencial
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Objetivos principais desta aula
1. Conhecer os fundamentos de funcionamento e especificação de disjuntores de baixa tensão
2. Aprender os procedimentos para proteção contra choques elétricos de contato direto.
3. Adquirir conhecimentos sobre os dispositivos de proteção contra choque de contato indireto.
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Introdução
Equipamentos e condutores, componentes de uma instalação elétrica são, frequentemente solicitados por tensões e correntes diferentes dos valores nominais.
Estas solicitações aparecem normalmente como sobrecarga, curto-circuito, sobretensões e subtensões.
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Introdução
As condições anormais de operação podem danificar as instalações, equipamentos e causar acidentes envolvendo indivíduos presentes na instalação.
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Introdução
As condições anormais de operação devem ser limitadas no tempo de duração e na amplitude.
Os dispositivos de proteção nas instalações elétricas devem desligar o circuito nas condições adversas.
Os principais dispositivos de proteção e segurança são os fusíveis, os disjuntores e os relés térmicos.
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Introdução
A proteção em uma instalação elétrica envolve várias etapas:– Estratégia de proteção.– Seleção dos dispositivos de atuação.– Determinação dos valores de calibração dos
dispositivos.
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Introdução
A NBR 5410/2004 estabelece as prescrições fundamentais destinadas a garantir a segurança de pessoas, animais e bens contra os danos que possam resultar da utilização das instalações elétricas.
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Proteção contra Sobrecargas e Correntes de Curto-Circuito
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Fusíveis
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Fusíveis
Definição
“Dispositivo de proteção que, pela fusão de uma parte dimensionada para tal, interrompe a corrente elétrica quando esta excede um certo valor estabelecido, durante um tempo determinado”.
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Fusíveis
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Fusível
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Disjuntor Termomagnético - DTM
Fonte: Weg Fonte: Merlin Gerin
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Disjuntor
Definição
“Equipamento de proteção cuja finalidade é conduzir a corrente de carga sob condições nominais e interromper correntes anormais de sobrecarga e de curto-circuito”.
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Disjuntores Termomagnéticos
Aplicações:
Proteção contra curto-circuito
Manobras
Proteção contra correntes de sobrecarga
Disjuntores devem SEMPRE ser ligados aos condutores FASE.
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Em resumo, os DTMs cumprem 3 funções básicas:
1. Abrir e fechar os circuitos (Manobra)
2. Proteger os condutores e equipamentos contra sobrecarga (dispositivo térmico)
3. Proteger condutores contra as correntes de curto-circuito (dispositivo magnético).
Disjuntores Termomagnéticos
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DTMs – Princípio de funcionamento
Disjuntores Termomagnéticos atuam por:
– Efeito térmico com sobrecarga.
– Efeito eletromagnético com corrente de curto-circuito.
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Disparador térmico simples: – Elemento bimetálico: duas lâminas de metal
soldadas, com diferentes coeficientes de dilatação térmica.
– Quando sensibilizadas por uma corrente superior ao estabelecido ambas dilatam, de maneira desigual, arqueando o conjunto e deslocando a barra de disparo.
DTM - Efeito Térmico
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Disparador térmico simples
Posição Normal Posição de Disparo
DTM - Efeito Térmico
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Disparador térmico Compensado
DTM - Efeito Térmico
a) Posição normal b) Posição pré-disparo
Compensa a elevação de temperatura do ambiente.
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c) Posição de disparo
DTM - Efeito Térmico
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Disparador magnético:
– Bobina que, quando conduz corrente acima do valor estabelecido, atrai um êmbolo ferromagnético processando a abertura dos contatos do disjuntor.
DTM - Efeito Eletromagnético
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DTM - Efeito Eletromagnético
Disparador magnético
Posição normal Posição de disparo
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Especificação de Disjuntores
Os seguinte itens devem ser discriminados:– Corrente nominal de operação– Capacidade de interrupção– Tensão nominal– Frequência nominal– Tipo (térmico, magnético, termomagnético,
ajustável,...)
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Dimensionamento de Disjuntores
A NBR 5410-2004 estabelece condições que devem ser cumpridas para que haja coordenação entre os condutores de um circuito e o dispositivo de proteção.
O item 5.3.4 da norma diz que a corrente do disjuntor deve interromper a corrente de sobrecarga antes do aquecimento excessivo dos condutores.
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O item 5.3.4 estabelece que proteção deve satisfazer as duas inequações:
Dimensionamento de Disjuntores
e
IB – corrente de projetoIN – corrente nominal do disjuntorIZ – capacidade de condução dos condutores vivosI2 – corrente convencional de atuação do disjuntor ou fusível.
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Condição para atuação sob sobrecarga
Dimensionamento de Disjuntores
Deve atuar em no máximo 1h.
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Ex1: Dimensionar o disjuntor para um chuveiro: 5400VA, 220V. Dados dos condutores: bitola de 4 mm2, capacidade de condução de 32 A.
Dimensionamento de Disjuntores
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DTM - Curva de atuação
Ação do disparador térmico
Ação do disparador magnético
Múltiplo de IN
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Ex2: Sendo a corrente nominal do disjuntor 50 A, estime o tempo de atuação para uma corrente de carga de 150A e 300A.
DTM - Curva de atuação
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Disjuntores
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Importante sobre disjuntores
Revisar!!!
– Norma NBR 5410-2004, item 5.3.4
– Dimensionamento
– Itens de especificações
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Proteção Contra Choque Elétrico
Proteções contra contato direto
Dispositivo à Corrente
Diferencial Residual
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Definição de choque elétrico
“É a perturbação de natureza e efeitos diversos que se manifesta no organismo humano ou animal quando este é percorrido por uma corrente elétrica”.
G. Kindermann, “Choque Elétrico”, Ed. do Autor, Fpolis,2005.
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Choques elétricos
A proteção contra choques elétricos é regulamentada nas normas:
– NBR 5410-2004 da ABNT
– Normas regulamentadoras 10 e 18 do Ministério do Trabalho
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Classificação do Choque Elétrico
Contato direto– Contato de pessoas e animais diretamente com
partes energizadas de uma instalação elétrica.
Contato indireto– Contato de pessoas ou animais com estruturas
metálicas ou condutores que, acidentalmente, tornaram-se energizadas.
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Efeito da Corrente Elétrica
O efeito da corrente depende:– Intensidade da corrente;– Tempo de exposição;– Percurso através do corpo humano;– Condições orgânicas do indivíduo.
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Passagem da corrente pelo corpo
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Efeitos da passagem de corrente
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Efeitos da passagem de corrente
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Proteção Contra Choque-Elétrico
Medida prioritária
Interrupção do fornecimento de energia.
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Proteção contra contato direto
A proteção deve ser assegurada por:– Isolação das partes vivas;– Barreiras ou invólucros;– Obstáculos– Colocação fora de alcance.
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Isolação das partes vivas:– Deve impedir o contato com as partes vivas da
instalação através de uma isolação que somente possa ser removida com a sua destruição.
Proteção contra contato direto
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Barreiras ou invólucros– Visa impedir todo contato com as partes vivas da
instalação elétrica.
Proteção contra contato direto
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Obstáculos– Partes vivas são confinadas em compartimentos
onde só permitido acesso a pessoas autorizadas.
Proteção contra contato direto
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Colocação fora de alcance– Consiste em instalar os condutores energizados a
uma altura/distância fora de alcance das pessoas e animais.
Proteção contra contato direto
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Os dispositivos à corrente diferencial-residual (DR) constituem-se no meio mais eficaz de proteção das pessoas e animais contra choques elétricos.
Não dispensam o uso de disjuntores e fusíveis.
DRs também diminuem consumo de energia.
Proteção contra contato indireto
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Dispositivo DR
Princípio de funcionamento
Atuam quando há uma correnteresidual (de fuga) circulando nainstalação.
Fonte: Mamede
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Dispositivos a DR podem ser:– Interruptores DR– Disjuntores de proteção– Tomadas com interruptores DR incorporadas– Blocos avulsos
Dispositivos DRs
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Especificação de DRs
Deve-se observar as características técnicas:– Corrente nominal– Corrente diferencial residual nominal– Tensão nominal– Capacidade de interrupção– Frequência– Número de pólos
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DRs e a NBR 5410
A norma exige DRs em:– Tomadas em todo local molhado ou sujeito a
lavagem;– Tomadas em áreas externas;– Tomadas internas que alimentam equipamentos
na área externa da instalação;
Nesta aplicações a NBR 5410 obriga o uso de DRs de alta sensibilidade (If >= 30 mA).
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Resumo sobre utilização das DRs
Devem ser utilizados para proteção:– De pessoas e animais contra contatos acidentais
com partes vivas da instalação elétrica;– Contra perigos de incêndio devido a faltas à terra;– Contra presença de faltas à terra por
equipamentos em más condições;– Em locais de grande concentração de umidade.
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Importante sobre Proteção contra choques
Revisar!!!
– Norma regulamentadora 10 do MT.
– Especificações de DRs!